电动轮矿用自卸车节能技术研究

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1、★设计·试验·研究★电动轮矿用自卸车节能技术研究三一矿机有限公司张强【摘要】本文针对电动轮矿用自卸车的特点，对其在双能源、整车斜坡提升运输、液压系统等方面的节能技术进行了介绍，并对其优缺点作了分析。关键词：电动轮矿用自卸车节能双能源斜坡提升能量损耗前言研制出世界上第一台电动轮，经过直流传动、交流传21世纪人类将面临前所未有的能源和环境挑动的技术发展，目前电动轮的最大载重已达360吨，战，发展低碳经济、节能减排已成为国家基本方在千万吨级大型露天矿山的运输设备中，矿用电动略。电动轮矿用自卸车(以下简称电动轮)在我国轮已占据近z／3的市场。大型露天矿山的使用始于70年代中期

2、，主要分布双能源电动轮在2O世纪6O年代就有使用，到在煤炭、冶金等行业，其保有量已近千台。随着露8O年代初有大量应用，目前小松公司在南美一些大天矿开采规模的扩大和采掘技术的进步，电动轮型矿山做推广试验(见图1、图2)。矿用自卸车的产销量将迅速增长。电动轮矿用自卸车在能源利用的多元化、高效化方面有其独特优势，对电动轮矿用自卸车的节能技术研究将有力推动其快速发展，是电动轮矿用自卸车可持续发展的必由之路。电动轮矿用自卸车的节能技术可从双能源技术、整车提升运输技术、液压节能技术等方面深入研究。1双能源技术1963年由美国Unit—Rig公司和G．E公司合作图21．1工作原理双

3、能源电动轮就是在普通电动轮上加装受电装置，同时在车辆运行的道路上分别架设上行和下行电气牵引供电线路。电动轮从装载点和卸料点到供电线路需靠发动机动力，上坡时将受电弓与供电线路相连，电动轮由供电线路提供主要动力，此时发动机低速运行，为通风系统、励磁、电气、照明、制动、润滑等辅助系统供电。下坡时电动轮驱动电机变为发电机，将电动图1轮下坡的势能转化为电能反馈到电网中(见图3)。2011年第1期矿用汽车·17·★设计·试验·研究★调整供电线路，而整供电线路调整不方便、机动性差。1．3．2矿山电网负荷变化较大电动轮换班时会造成矿山电网负荷变化，对供电系统造成冲击。可通过改善管理、

4、合理调配车辆减小负荷冲击。2整车斜坡提升运输整车斜坡提升运输就是将矿用自卸车从露天矿底部采场用提升机构通过斜坡提升到卸料场的运输方式。斜坡提升系统按驱动方式分为两类：一类是借助于外部驱动力的“整车卷扬提升系统”；另一类是利用矿车自身驱动力为主、外部驱动力为辅的“汽车自驱动+卷扬提升系统”。2．1整车卷扬提升系统图3该提升系统(见图4)由钢绳天轮5、多根钢绳6、轮式台车1和2、轨道7和8构成。钢绳天轮(摩I．2主要优点擦轮)由2台电动机驱动，电动机通过连接器与减速1．2．1降低电动轮发动机功率器高速轴连接。减速器的低速轴通过齿型连接器与双能源电动轮由于上坡时主要靠电网提

5、供动钢绳天轮的传动轴连接。力，设计时可以适当降低发动机功率，整车成本可降低10左右。1．2．2增加爬坡度和爬坡速度双能源电动轮由电网供电，动力不受发动机制约，所以在驱动电机允许的前提下可以大幅度提高爬坡度和爬坡速度。图41．2．3降低运行成本提升系统工作方式为：重载汽车3行驶到下面双能源电动轮上坡时主要能源消耗是电能，下的轮式台车1上后，空车4行驶到上面的轮式台车坡时又可将势能转化为电能，单纯考虑能耗成本，运2上。然后起动提升机，将重载汽车提升至上部位行成本可降低4O左右。置，而空车下放至下部位置。在提升机停车后，汽车1．2．4降低维修成本驶出轮式台车。双能源电动轮上

6、坡时发动机低速运行，使发动该提升系统具有以下主要优点：机大多时间处于轻载运行状态，可以节约维修费用。1)将载重汽车从露天矿底部提升至地面所消耗1．2。5环保的能量低，因为能量仅消耗在提升货载上，而上升汽双能源电动轮用电能代替部分柴油，减少了排车本身以及轮式台车所需的能量则由另一侧下降汽放，减少了对环境的污染，所以比较环保。车的势能提供；1．3存在的问题2)燃、润油料的消耗量大幅度降低；1．3．1供电线路成本高、机动性差3)车辆使用寿命延长。因为车辆无需进行长距电动轮供电电流在1looA左右，供电线路导线截离重载爬坡，汽车轮胎、传动装置、制动器及其它零面大，整流变电站数

7、量多且复杂，路面宽度较常规路面部件的磨损减少；宽，所以供电线路成本高。随着采掘面的变化需经常·l8·矿用汽车2011年第1期★设计·试验·研究★4)提升机安全有保障。因为使用有多根钢绳的同时，挂在钢绳上的上行矿车和下行矿车的行驶速钢绳天轮作传动装置，如果一根钢绳发生断裂，轮式度与牵引钢绳的运行速度不易协调一致。台车不会掉落；2．3整车提升机具有以下特点5)露天矿深度增加后，提升机仍可继续使用。1)减少燃料、润滑油和汽车轮胎的消耗，以及矿为此只需延长轮式台车行驶轨道，并更换较长的钢车的磨损，和单纯的矿车运输相比，使用汽车的寿命绳即可。可以增加；2．2矿